DE68912975T2 - Ink jet recording head. - Google Patents

Ink jet recording head.

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Description

Diese Erfindung betrifft einen Aufzeichnungskopf zur Anwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das Tinte abgibt und Tröpfchen- aus der Tinte bildet und bewirkt, daß sie auf einem Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise Papier haften, um dadurch die Aufzeichnung auszuführen.This invention relates to a recording head for use in an ink jet recording apparatus, which discharges ink and forms droplets of the ink and causes them to adhere to a recording medium such as paper, thereby carrying out recording.

Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren ist ein Aufzeichnungsverfahren, wobei Tinte (Aufzeichnungsflüssigkeit) aus einem Ausgang abgegeben wird, der in einem Aufzeichnungskopf zum Ausbilden von Tintentröpfchen vorgesehen ist, bei denen bewirkt wird, daß sie zum Ausführen der Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise Papier haften, und dieses Verfahren hat zahlreiche Vorteile derart, daß Lärm nur geringfügig auftritt, daß Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnungen möglich sind und daß es nicht notwendig ist, irgendein anderes Aufzeichnungspapier einer Sonderausführung als glattes Papier zu benutzen, und deshalb sind verschiedene Typen von Aufzeichnungsköpfen entwickelt worden.The ink jet recording method is a recording method in which ink (recording liquid) is discharged from an outlet provided in a recording head to form ink droplets which are caused to adhere to a recording medium such as paper to perform recording, and this method has numerous advantages such that noise is small, high-speed recording is possible, and it is not necessary to use any special type recording paper other than plain paper, and therefore various types of recording heads have been developed.

Nun sind in Übereinstimmung mit dem erweiterten Anwendungsbereich des Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens wie beispielsweise dessen Anwendung bei der Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnung von Abbildungen hoher Qualität, bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf Funktionen höheren Grades wie beispielsweise die stetige Abgabe von Tintentröpfchen, die Genauigkeit der Auftreffposition von Tintentröpfchen auf das Aufzeichnungsmedium, die Antwortfrequenz auf ein Aufzeichnungssignal, und die Fluggeschwindigkeit der Tintentröpfchen erforderlich, und der Wunsch nach geringeren Kosten ist auch groß.Now, in accordance with the expanded application range of the ink jet recording method such as its application to high-speed recording of high-quality images, the ink jet recording head is required to have higher-level functions such as the steady discharge of ink droplets, the accuracy of the impact position of ink droplets on the recording medium, the response frequency to a recording signal, and the flying speed of the ink droplets, and the desire for lower costs is also big.

Es konnte jedoch nicht immer festgestellt werden, daß die herkömmlichen Aufzeichnungsköpfe diesen Anforderungen ausreichend genügen.However, it has not always been possible to determine that the conventional recording heads adequately meet these requirements.

Gemäß der Veröffentlichung DE-A1-3 539 095 wird eine Anordnung zum effizienten Abgeben von Tintentröpfchen und Verhindern der Verschlechterung der Tintennachfülleigenschaft offenbart. Bei dieser Anordnung steht unabhängig von der Hauptflußbahn eine Nebenflußbahn mit einer stromabwärts von den Wärmeerzeugungselementen gelegenen Hauptflußbahn in Verbindung, an der die Wärmeerzeugungselemente angebracht sind, um das Nachfüllen von Tinte zu unterstützen. Aufgrund dieser Anordnung ist der Flußbahnwiderstand stromaufwärts größer, da nur die Hauptflußbahn geschaffen ist und der Flußbahnwiderstand ist kleiner oder die Tinte zum Nachfüllen kann durch die Hauptflußbahn und die Nebenflußbahn oder die Nebenflußbahn in die Abgabeöffnungen fließen, so daß der Flußbahnwiderstand stromabwärts des Tintenflusses kleiner ist.According to the publication DE-A1-3 539 095, an arrangement for efficiently discharging ink droplets and preventing deterioration of the ink refilling property is disclosed. In this arrangement, a sub-flow path is connected, independently of the main flow path, to a main flow path located downstream of the heat generating elements, to which the heat generating elements are attached to assist ink refilling. Due to this arrangement, the flow path resistance upstream is larger because only the main flow path is created and the flow path resistance is smaller, or the ink for refilling can flow through the main flow path and the sub-flow path or the sub-flow path into the discharge openings so that the flow path resistance downstream of the ink flow is smaller.

Zum Beispiel wird es bei einem Aufzeichnungskopf mit einer Konstruktion, wie in den Fig. 1A und 1B der beiliegenden Zeichnungen gezeigt, wobei diese Zeichnungen eine schematische perspektivische Ansicht bzw. eine schematische Schnittansicht des Hauptabschnitts eines Aufzeichnungskopfes sind, wenn verschiedene Abschnitte aus den Materialien und durch das Herstellungsverfahren gemäß Vorbeschreibung ausgebildet werden, zu dem Vorteil führen, daß es sehr einfach ist, verschiedene Abschnitte genau sehr klein herzustellen und die Abgabeöffnung vielfach oder kompakt herzustellen und daß hohe Mengenleistung erreicht wird, aber in einigen Fällen besteht die Neigung, daß die Richtung der Abgabe von Tintentröpfchen von der Abgabeöffnung gestört wird und die Druckqualität verschlechtert wird und es gibt auch Begrenzungen in der Antwortfrequenz und der Fluggeschwindigkeit von Tintentröpfchen während der Tintenabgabe.For example, in a recording head having a construction as shown in Figs. 1A and 1B of the accompanying drawings, which drawings are a schematic perspective view and a schematic sectional view of the main portion of a recording head, respectively, when various portions are formed from the materials and by the manufacturing method as described above, it will result in the advantage that it is very easy to make various portions very small precisely and to make the discharge opening multiple or compact and that high output is achieved, but in some cases there is a tendency that the direction of discharge of ink droplets from the discharge opening is disturbed and the print quality is deteriorated and there are also limitations in the response frequency and the flying speed of ink droplets during ink discharge.

Das heißt, es ist oft der Fall, daß die für eine Basisplatte 1, ein Wandelement 2 und eine obere Platte 3, die den Aufzeichnungskopf bilden, verwendeten Materialien sich gewöhnlich vom Standpunkt der Funktionen und Herstellbarkeit dieser Abschnitte voneinander unterscheiden. Infolgedessen unterscheiden sich die Benetzbarkeit und die Oberflächenglattheit des Abschnittes einer Abgabeöffnung 5 rund um die Mündungsendfläche 1a der Abgabeöffnung 5 und an der Decke, der Seitenwand und der Unterseite des die Abgabeöffnung 5 bildenden Abschnitts teilweise und wenn Tinte aus der Abgabeöffnung 5 abgegeben wird, wird der Abschnitt der Abgabeöffnung 5 rund um die Mündungsendfläche 1a der Abgabeöffnung uneinheitlich von der Tinte befeuchtet, und zum Beispiel wird, wenn die Benetzbarkeit der durch die Basisplatte 1 gebildeten Fläche verglichen mit der der anderen Abschnitte hoch ist, die Abgaberichtung der Tinte zu der Basisplatte 1 hin gestört, wie in Fig. 2 gezeigt, die eine schematische, die Abgaberichtung der Tinte in dem in den Fig. 1A und 1B gezeigten Aufzeichnungskopf zeigende Ansicht ist, und es tritt eine Ablenkung des Auftreffpunktes eines Tintentröpfchens auf das Aufzeichnungsmedium auf.That is, it is often the case that the materials used for a base plate 1, a wall member 2 and a top plate 3 constituting the recording head usually differ from each other from the viewpoint of the functions and manufacturability of these portions. As a result, the wettability and the surface smoothness of the portion of a discharge port 5 around the orifice end face 1a of the discharge port 5 and at the ceiling, side wall and bottom of the portion constituting the discharge port 5 are partially different, and when ink is discharged from the discharge port 5, the portion of the discharge port 5 around the orifice end face 1a of the discharge port is unevenly wetted by the ink, and for example, when the wettability of the surface formed by the base plate 1 is high compared with that of the other portions, the discharge direction of the ink toward the base plate 1 is disturbed as shown in Fig. 2 which is a schematic view showing the discharge direction of the ink in the recording head shown in Figs. 1A and 1B, and a deflection of the impact point of an ink droplet on the recording medium occurs.

Auch gibt es aufgrund der Konstruktion, bei der, wie durch eine Strich-Punkt-Linie 14b in Fig. 1B gezeigt, die Mittellinie der Flüssigkeitsbahn und die Mündungsmittelachse der Abgabeöffnung auf der gleichen Geraden liegen, durch die Abgabeenergie und das Umwandlungsverhältnis der Abgabeenergie in Fluggeschwindigkeit eines Tintentröpfchens auch Begrenzungen bei der Tintentröpfchenbildung.Also, due to the structure in which, as shown by a dash-dot line 14b in Fig. 1B, the center line of the liquid path and the orifice center axis of the discharge port are on the same straight line, there are also limitations on ink droplet formation due to the discharge energy and the conversion ratio of the discharge energy to the flight speed of an ink droplet.

So wurde als ein Mittel zur Lösung des auf der Konstruktion der Abgabeöffnung basierenden Problems ein Verfahren der Beschichtung der Mündungsendfläche 1a der Abgabeöffnung mit dem gleichen Material ausprobiert, wodurch bezweckt wird, die Qualität des Materials der Mündungsendfläche 1a zu vereinheitlichen.Thus, as a means of solving the problem based on the design of the discharge port, a method of coating the orifice end face 1a of the discharge port with the same material was tried, thereby aiming to unify the quality of the material of the orifice end face 1a.

Als dieses Beschichtungsverfahren können zum Beispiel eine Methode zum Beschichten mit einem aufgedampften Metallfilm, eine Methode zum Beschichten mit einem Bindeharz mit tinteabstoßender Eigenschaft und Aushärten des Harzes, eine Methode zum Beschichten mit einem Harz, in dem ein tinteabstoßendes Material verteilt ist, eine Methode zu Übertragen eines Harzes vom Photopolymerisationstyp und Beschichten damit, oder eine Methode zum Beschichten mit einem dünnen organischen Film durch Plasmapolymerisation genannt werden.This coating process can be used for example a method of coating with a vapor-deposited metal film, a method of coating with a binder resin having ink-repellent property and curing the resin, a method of coating with a resin in which an ink-repellent material is dispersed, a method of transferring a photopolymerization type resin and coating therewith, or a method of coating with a thin organic film by plasma polymerization.

Jedoch sind diese Methoden nicht immer zufriedenstellend derart, daß die zu verwendenden Geräte und Materialien teuer sind oder die Verfahrensschritte komplex sind und die Herstellungskosten hoch sind oder bezüglich der Qualität und Ausbeute des Produkts, und diese Verfahren schwierig in die praktische Anwendung zu übernehmen sind.However, these methods are not always satisfactory in that the equipment and materials to be used are expensive or the process steps are complex and the manufacturing costs are high or in terms of the quality and yield of the product, and these methods are difficult to put into practical use.

Andererseits ist gemäß der Veröffentlichung US-A 4 459 600 ein Aufzeichnungskopf mit einer Konstruktion, wie in Fig. 3 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt, wobei Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des Hauptabschnitts eines Aufzeichnungskopfes ist, als ein Aufzeichnungskopf bekannt, mittels dem das auf der Lagebeziehung zwischen der Abgabeöffnung und der Flüssigkeitsbahn basierende Problem gelöst werden soll, wobei in einer oberen Platte 3 eine Abgabeöffnung geschaffen ist und die Richtung des Tintenflusses zu einem Abgabeenergie-Einwirkabschnitt in einer Flüssigkeitsbahn 4 und die Mündungsmittelachse der Abgabeöffnung 5 zueinander senkrecht gemacht wurden, wie durch eine Strich-Punkt-Linie 14c gezeigt.On the other hand, according to publication US-A 4 459 600, a recording head having a construction as shown in Fig. 3 of the accompanying drawings, where Fig. 3 is a schematic sectional view of the main portion of a recording head, is known as a recording head intended to solve the problem based on the positional relationship between the discharge opening and the liquid path, wherein a discharge opening is provided in a top plate 3 and the direction of ink flow to a discharge energy acting portion in a liquid path 4 and the orifice center axis of the discharge opening 5 are made perpendicular to each other as shown by a dashed-dot line 14c.

Mit dem Übernehmen einer derartigen Konstruktion kann das auf dem Unterschied in dem die Abgabeöffnung 5 ausbildenden Material, wie vorstehend genannt, basierende Problem beseitigt werden und außerdem kann die Energie von einem Abgabeenergie-Erzeugungselement 7 effizient für die Bildung von Tintentröpfchen genutzt und in deren Flugenergie umgewandelt werden, und das führt auch zu dem baulichen Vorteil, daß die Meniskusrückführung durch die Zufuhr von Tinte schnell ist, was wiederum insbesondere in einem Fall effektiv ist, in dem ein Wärmeerzeugungselement als das Abgabeenergie-Erzeugungselement verwendet wird.By adopting such a construction, the problem based on the difference in the material forming the discharge opening 5 as mentioned above can be eliminated and, in addition, the energy from a discharge energy generating element 7 can be efficiently used for the formation of ink droplets and converted into their flight energy, and this also leads to the structural advantage that the meniscus return by the Supply of ink is fast, which in turn is particularly effective in a case where a heat generating element is used as the discharge energy generating element.

Wo jedoch sehr kleine Abgabeöffnungen in hoher Dichte angeordnet sind, insbesondere wo Farbaufzeichnungen beabsichtigt sind, können, verglichen mit dem in den Fig. 1A und 1B gezeigten Typ, Schwierigkeiten auftreten, die Abgabeöffnungen für die jeweiligen Farben nahe zueinander anzuordnen. Demgemäß kann eine derartige Konstruktion in einigen Fällen, wenn die Anforderung nach der Kompaktheit des Gerätes berücksichtigt wird, nicht als die am besten angepaßte Form bezeichnet werden.However, where very small discharge openings are arranged in high density, particularly where color recording is intended, difficulties may arise in arranging the discharge openings for the respective colors close to each other, as compared with the type shown in Figs. 1A and 1B. Accordingly, such a construction cannot be said to be the most suitable in some cases when the requirement for compactness of the apparatus is taken into account.

Deshalb ist die Bereitstellung eines Aufzeichnungskopfes mit den Vorzügen der zwei Typen gemäß Vorbeschreibung erforderlich.Therefore, it is necessary to provide a recording head with the advantages of the two types as described above.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, der den verschiedenen geforderten Funktionen, wie vorstehend genannt, genügt.It is an object of the invention to provide an ink jet recording head which satisfies the various required functions as mentioned above.

Es ist eine spezifische Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, bei dem die Tintenbenetzbarkeit und Glattheit der eine Abgabeöffnung bildenden Abschnitte einheitlich ausgebildet sind, wodurch eine gute Genauigkeit der Auftreffposition eines von der Abgabeöffnung auf ein Aufzeichnungsmedium abgegebenen Tintentröpfchens geschaffen werden kann, um dadurch für eine lange Zeitdauer immer Abbildungen von hoher Qualität zu erzielen.It is a specific object of the invention to provide an ink jet recording head in which the ink wettability and smoothness of the discharge port forming portions are made uniform, whereby good accuracy of the impact position of an ink droplet discharged from the discharge port onto a recording medium can be provided, thereby always obtaining high quality images for a long period of time.

Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, bei dem bewirkt werden kann, daß die Energie von einem Abgabeenergie-Erzeugungselement effizient auf die Tinte wirkt, wodurch eine höhere Antwortfrequenz und eine höhere Fluggeschwindigkeit der Tintentröpfchen erzielt werden kann.It is also an object of the invention to provide an ink jet recording head in which the energy from an output energy generating element can be made to act efficiently on the ink, whereby a higher response frequency and a higher flying speed of the ink droplets can be achieved.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, der bei niedrigeren Kosten durch ein einfaches Verfahren hergestellt werden kann.It is another object of the invention to provide an ink jet recording head which can be manufactured at a lower cost by a simple process.

Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, der aufweist: eine Abgabeöffnung, um durch diese Tinte abzugeben, eine Flüssigkeitsbahn, die mit der Abgabeöffnung in Verbindung steht und einen Teilabschnitt hat, in dem die Energie zum Abgeben der Tinte auf die Tinte wirkt, und ein Abgabeenergie-Erzeugungselement, das die Energie zum Tintenabgeben erzeugt und wobei die Flüssigkeitsbahn und die Abgabeöffnung derart geschaffen sind, daß ein Abschnitt zum Festlegen des Flusses der Tinte zu dem Abgabeenergie-Einwirkteilabschnitt der Flüssigkeitsbahn und die Mündungsmittelachse der Abgabeöffnung nicht auf der gleichen Geraden liegen, aber parallel zueinander sind, und die Abgabeöffnung nur aus einem Material ausgebildet ist.It is also an object of the invention to provide an ink jet recording head comprising a discharge port for discharging ink therethrough, a liquid path communicating with the discharge port and having a portion in which the energy for discharging the ink acts on the ink, and a discharge energy generating element that generates the energy for discharging the ink, and wherein the liquid path and the discharge port are provided such that a portion for determining the flow of the ink to the discharge energy acting portion of the liquid path and the orifice center axis of the discharge port are not on the same straight line but are parallel to each other, and the discharge port is formed of only one material.

Diese Aufgabe werden durch die in den Ansprüchen 1 und 2 definierten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 bis 10 definiert.This object is achieved by the features defined in claims 1 and 2. Preferred embodiments of the invention are defined in claims 3 to 10.

Der Aufzeichnungskopf der Erfindung hat eine Konstruktion, bei der die Mittellinie eines Teilabschnitts oder Abschnitts, der den Fluß der Tinte zu einem Abschnitt ausbildet, in dem die Abgabeenergie einer Flüssigkeitsbahn auf die Tinte wirkt (ein Abgabeenergie-Einwirkabschnitt) und eine Abgabeöffnung, die eine Mittelachse parallel zu der Mittellinie hat, durch einen klammerförmig gebogenen Abschnitt, der als ein zumindest teilweise gebogener Teilabschnitt oder ein zumindest teilweise gekrümmter Teilabschnitt ausgeführt ist, typischerweise miteinander verbunden sind, und die zum effizienteren Umwandeln der Energie von dem Abgabeenergie-Erzeugungselement in kinetische Energie zur Bildung und zum Flug von Tintentröpfchen und zum Erzielen einer höheren Antwortfrequenz und einer höheren Tintentröpfchen-Fluggeschwindigkeit geeignet ist.The recording head of the invention has a construction in which the center line of a section or portion which forms the flow of the ink to a section in which the discharge energy of a liquid path acts on the ink (a discharge energy acting section) and a discharge opening having a center axis parallel to the center line are typically connected to each other by a bracket-shaped bent section which is designed as an at least partially bent section or an at least partially curved section, and which is designed to more efficiently convert the energy from the discharge energy generating element into kinetic energy for forming and flying ink droplets and to achieve a higher response frequency and higher ink droplet flight speed.

Außerdem sind die die Abgabeöffnung bildenden Abschnitte nur aus einem Material ausgebildet und deshalb sind die Tintenbenetzbarkeit und die Glattheit des Abschnittes der Abgabeöffnung rund um die Mündungsendfläche der Abgabeöffnung einheitlich und folglich kann die Ablenkung der Richtung der Abgabe der Tinte, wie vorangehend genannt, verhindert werden und eine gute Genauigkeit der Auftreffposition der Tinte kann erzielt werden.In addition, the discharge port forming portions are formed of only one material and therefore the ink wettability and smoothness of the discharge port portion around the mouth end face of the discharge port are uniform and hence the deviation of the discharge direction of the ink as mentioned above can be prevented and good accuracy of the ink landing position can be achieved.

Ferner enthält der Aufzeichnungskopf der Erfindung in seinem Aufbau ein Wärmeerzeugungselement als das Abgabeenergie-Erzeugungselement und es kann die Dünnfilmerzeugungstechnik und die Halbleiter-Lithographietechnik, wie vorangehend beschrieben, für die Ausbildung des Wärmeerzeugungselements und der Elektrodenverdrahtung zu dem Element angewandt werden, und es kann auch die Photolithographietechnik angewandt werden, bei der ein lichtempfindliches Harz für die Ausbildung der Abgabeöffnung und der Tintenflüssigkeitsbahn benutzt wird, und deshalb ist es sehr einfach, verschiedene sehr kleine Abschnitte hochgenau zu fertigen und die Abgabeöffnung vielfach zu fertigen, und es ist möglich, den Aufzeichnungskopf kompakt und hervorragend in der Mengenleistung zu fertigen.Further, the recording head of the invention includes in its structure a heat generating element as the discharge energy generating element, and the thin film forming technique and the semiconductor lithography technique as described above can be applied for the formation of the heat generating element and the electrode wiring to the element, and the photolithography technique in which a photosensitive resin is used for the formation of the discharge opening and the ink liquid path can also be applied, and therefore it is very easy to manufacture various minute portions with high precision and to manufacture the discharge opening in multiples, and it is possible to manufacture the recording head compactly and excellent in the output.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.The invention is described in more detail below using embodiments with reference to the drawings.

Fig. 4A ist eine schematische Schnittansicht des Hauptabschnitts eines Ausführungsbeispiels des Aufzeichnungskopfes.Fig. 4A is a schematic sectional view of the main portion of an embodiment of the recording head.

Fig. 4B ist eine schematische Teilvorderansicht der Mündungsendfläche der Abgabeöffnung des in Fig. 4A gezeigten Aufzeichnungskopfes.Fig. 4B is a schematic partial front view of the orifice end face of the discharge opening of the recording head shown in Fig. 4A.

Fig. 5A und 5B sind schematische Schnittansichten der Hauptabschnitte von weiteren Ausführungsbeispielen des Aufzeichnungskopfes.Figs. 5A and 5B are schematic sectional views of the main portions of other embodiments of the recording head.

Fig. 6A ist eine schematische Schnittansicht des Hauptabschnitts eines in dem Vergleichsbeispiel 1 ausgebildeten Aufzeichnungskopfes.Fig. 6A is a schematic sectional view of the main portion of a recording head formed in Comparative Example 1.

Fig. 6B ist eine schematische Teilvorderansicht der Mündungsendfläche der Abgabeöffnung des in Fig. 6A gezeigten Aufzeichnungskopfes.Fig. 6B is a schematic partial front view of the orifice end face of the discharge opening of the recording head shown in Fig. 6A.

Fig. 7A, 7B und 7C sind schematische Teildraufsichten, die die Formen von in den Ausführungsbeispielen 2 und 3 verwendeten Schichtplatten zeigen.Figs. 7A, 7B and 7C are schematic partial plan views showing the shapes of laminated plates used in Embodiments 2 and 3.

Der Aufzeichnungskopf hat eine Konstruktion, bei der eine Flüssigkeitsbahn 4 mit einer Abgabeöffnung 5 durch einen teilweise gebogenen Teilabschnitt in Verbindung steht, der als ein klammerförrniger Abschnitt dient, der nach oben zu einem Abgabeenergie-Erzeugungselement 7 (ein Abgabeenergie-Einwirkabschnitt) gebogen ist, um einen durch eine Strich-Punkt-Linie 14d bezeichneten Tintenfluß auszubilden und eine erste, zweite und dritte Schicht 8, 9 und 10, die aus nur einem Material ausgebildet sind und die Abgabeöffnung 5 bilden, sind auf einer Basisplatte 1 vorgesehen, auf der das Abgabeenergie-Erzeugungselement 7 angebracht ist.The recording head has a structure in which a liquid path 4 communicates with a discharge opening 5 through a partially bent portion serving as a bracket-shaped portion bent upward toward a discharge energy generating element 7 (a discharge energy acting portion) to form an ink flow indicated by a chain line 14d, and first, second and third layers 8, 9 and 10 formed of a single material and constituting the discharge opening 5 are provided on a base plate 1 on which the discharge energy generating element 7 is mounted.

Das heißt, die Mittellinie des Abschnitts der Flüssigkeitsbahn 4, der den Tintenfluß auf das Abgabeenergie-Erzeugungselement 7 zu ausbildet, und die Mündungsmittelachse der Abgabeöffnung sind zueinander parallel.That is, the center line of the portion of the liquid path 4 which forms the ink flow toward the discharge energy generating element 7 and the orifice center axis of the discharge opening are parallel to each other.

Die Mündungsmittelachse der Abgabeöffnung in der Erfindung nimmt Bezug auf eine durch die Mitte der Abgabeöffnung verlaufende Achse und ist orthogonal zu einer durch den Mündungsabschnitt der Abgabeöffnung ausgebildeten Fläche.The outlet center axis of the discharge opening in the invention refers to an axis passing through the center of the discharge opening and is orthogonal to a surface formed by the outlet portion of the discharge opening.

Mit einer derartigen Konstruktion kann die durch das Abgabeenergie-Erzeugungselement 7 erzeugte Energie effizient zu dem stromabwärts gelegenen Seitenabschnitt des Abgabeenergie-Einwirkabschnitts (gegenüber der Abgabeöffnung 5) übertragen werden, und eine höhere Antwortfrequenz und eine höhere Fluggeschwindigkeit der Tintentröpfchen kann erzielt werden.With such a construction, the energy generated by the discharge energy generating element 7 can be efficiently transmitted to the downstream side portion of the discharge energy acting portion (opposite to the discharge opening 5), and a higher response frequency and a higher flying speed of the ink droplets can be achieved.

Außerdem sind die die Abgabeöffnung bildenden Abschnitte aus dem gleichen Material ausgebildet und deshalb sind die Tintenbenetzbarkeit und die Glattheit bei den die Abgabeöffnung bildenden Abschnitten einheitlich und folglich können eine stetige Tintentröpfchenbildung und die Geradlinigkeit der Flugrichtung der Tintentröpfchen effektiv verbessert werden.In addition, the discharge port forming portions are made of the same material and therefore the ink wettability and smoothness are uniform in the discharge port forming portions and thus the steady ink droplet formation and the straightness of the ink droplet flying direction can be effectively improved.

Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer derartigen Konstruktion kann zum Beispiel auf die folgende Weise hergestellt werden.The ink jet recording head having such a construction can be manufactured, for example, in the following manner.

Zuerst werden die erste Schicht 8, die einen Abschnitt der Flüssigkeitsbahn 4 bis zu dem oberen Abschnitt des Abgabeenergie-Erzeugungselements 7 bildet, der mit der Anordnung des Abgabeenergie-Erzeugungselements 7 übereinstimmt, und ein Abschnitt, der die Unterseite der Abgabeöffnung 5 bildet, auf der Basisplatte 1 angebracht, an der das Abgabeenergie-Erzeugungselement 7 und eine Elektrode (nicht gezeigt) zum Zuführen eines Aufzeichnungssignals zu dem Erzeugungselement 7 angebracht sind.First, the first layer 8 forming a portion of the liquid path 4 up to the upper portion of the discharge energy generating element 7 which conforms to the arrangement of the discharge energy generating element 7 and a portion forming the bottom of the discharge opening 5 are mounted on the base plate 1 on which the discharge energy generating element 7 and an electrode (not shown) for supplying a recording signal to the generating element 7 are mounted.

Die Basisplatte 1 kann erzielt werden, indem das Abgabeenergie-Erzeugungselement und eine Elektrode aus A1 oder ähnlichem Material zum Zuführen eines Aufzeichnungs signals zu dem Erzeugungselement auf einem vorbestimmten Abschnitt der isolierenden Fläche eines aus beispielsweise einer Siliziumscheibe, Glas, einem Metall mit einer isolierenden Schicht an seiner Oberfläche, einem Harzfilm, Keramik o. dgl. ausgebildeten Substrates ausgebildet wird und ferner, wenn erforderlich, eine Schutzschicht auf dem Abgabeenergie-Erzeugungselement und der Elektrode angebracht wird.The base plate 1 can be obtained by forming the output energy generating element and an electrode made of Al or the like for supplying a recording signal to the generating element on a predetermined portion of the insulating surface of a substrate made of, for example, a silicon wafer, glass, a metal having an insulating layer on its surface, a resin film, ceramics or the like, and further, if necessary, a Protective layer is applied to the discharge energy generating element and the electrode.

Zum Beispiel kann, wenn ein Wärmeerzeugungselement als das Abgabeenergie-Erzeugungselement verwendet wird, die Basisplatte 1 unter Verwendung eines normalerweise für das Wärmeerzeugungselement eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes verwendeten Materials oder eines Materials, das als ein Heizelementmaterial für einen thermischen Kopf bekannt ist und durch eine Kombination einer Dickfilmerzeugungsmethode wie beispielsweise der Siebdruckmethode oder einer Dünnfilmerzeugungsmethode wie beispielsweise Vakuumaufdampfung, Hochfrequenzsputtern oder chemischer Dampfphasenbedampfung und einer Bearbeitungsmethode unter Verwendung der Photolithographietechnik ausgebildet werden.For example, when a heat generating element is used as the discharge energy generating element, the base plate 1 can be formed by using a material normally used for the heat generating element of an ink jet recording head or a material known as a heating element material for a thermal head and by a combination of a thick film forming method such as the screen printing method or a thin film forming method such as vacuum evaporation, high frequency sputtering or chemical vapor deposition and a processing method using the photolithography technique.

Danach werden die zweite Schicht 9, die zumindest den Abdeckungsabschnitt der Flüssigkeitsbahn 4 und den Seitenwandabschnitt der Abgabeöffnung 5 bildet, und die dritte Schicht 10, die zumindest den Deckenabschnitt der Abgabeöffnung 5 bildet, nacheinander auf die erste Schicht 8 geschichtet, wonach auf der dritten Schicht 10 ein verbundenes Element ausgebildet wird, an dem die aus einem Material hoher Festigkeit wie beispielsweise Glas, einer Metallplatte, Keramik oder Harz ausgebildete obere Platte 3 klebend befestigt ist.Thereafter, the second layer 9 forming at least the cover portion of the liquid path 4 and the side wall portion of the discharge opening 5 and the third layer 10 forming at least the ceiling portion of the discharge opening 5 are successively laminated on the first layer 8, after which a bonded member is formed on the third layer 10 to which the upper plate 3 formed of a high-strength material such as glass, a metal plate, ceramic or resin is adhesively attached.

Wenn dieses verbundene Element unbeschädigt als ein Aufzeichnungskopf verwendet werden kann, so ist es das Endprodukt.If this connected element can be used as a recording head without damage, it is the final product.

Auch wird zum Beispiel, wenn die Schichten 8, 9 und 10 aus lichtempfindlichem Harz ausgebildet sind, ein vorbestimmter Teil des Abschnittes des resultierenden verbundenen Elements, das stromabwärts des Abgabeenergie-Erzeugungselements 7 gelegen ist, wenn erforderlich, durch eine Plättchensäge abgetrennt, um dadurch die Mündungsendfläche der Abgabeöffnung auszubilden, wodurch dort ein Aufzeichnungskopf geschaffen wird.Also, for example, when the layers 8, 9 and 10 are formed of photosensitive resin, a predetermined part of the portion of the resulting bonded member located downstream of the discharge energy generating element 7 is cut off by a dicing saw if necessary to thereby form the mouth end face of the discharge opening, whereby there is a recording head is created.

Für die Bildung der Schichten 8, 9 und 10 kann zum Beispiel von einer Methode der Photolithographietechnik Gebrauch gemacht werden, um die erste und zweite Schicht 8 und 9 aus lichtempfindlichem Harz zu einer vorbestimmten Form zu verarbeiten, und desweiteren die dritte Schicht 10 aus dem gleichen lichtempfindlichen Harz auszubilden, oder von einer Methode, bei der eine in eine vorbestimmte Form geätzte, plattierte oder gestanzte Metallplatte, eine geformte Harzplatte, Schneidkeramiken oder Keramik-Grünlinge verwendet und dann gesintert werden, wodurch nacheinander die Schichten 8 und 9 aufgeschichtet werden, so daß sie nur aus einem Material ausgebildet werden, und ferner die dritte Schicht 10, die beispielsweise als ein Plattenelement o. dgl. aus dem gleichen Material wie die Schichten 8 und 9 ausgebildet ist, aufgeschichtet wird, und eine dieser Methoden kann in Übereinstimmung mit der geforderten Wirkungsweise und dem geforderten Aufbau des Aufzeichnungskopfes entsprechend ausgewählt werden.For the formation of the layers 8, 9 and 10, use may be made of, for example, a method of photolithography technique to process the first and second layers 8 and 9 of photosensitive resin into a predetermined shape and further to form the third layer 10 of the same photosensitive resin, or a method in which a metal plate etched, plated or punched into a predetermined shape, a molded resin plate, cutting ceramics or ceramic green compacts are used and then sintered, thereby successively stacking the layers 8 and 9 so that they are formed of only one material and further stacking the third layer 10 formed of, for example, a plate member or the like of the same material as the layers 8 and 9, and either of these methods may be used in accordance with the required function and structure of the recording head must be selected accordingly.

Um zum Beispiel einen präziseren Aufzeichnungskopf zu erzielen, der eine höhere Anordnungsdichte der Abgabeöffnung 5 und der Flüssigkeitsbahn 4 hat, ist es vorzuziehen, eine Methode, bei der lichtempfindliches Harz verwendet wird, zu übernehmen, die die Filmdickeeinstellung und Feinbearbeitung ohne weiteres ermöglicht und womit außerdem Schichten von guter Stabilität ausgebildet werden können.For example, in order to achieve a more precise recording head having a higher arrangement density of the discharge opening 5 and the liquid path 4, it is preferable to adopt a method using photosensitive resin, which enables film thickness adjustment and fine processing to be easily performed and which also enables layers having good stability to be formed.

Es ist erforderlich, daß die Schichtdicke der Schichten 8, 9 und 10 einheitlich ist. Auch müssen diese Schichtdicken ausreichend ausgebildet werden, um den Abschnitt zu bilden, der an der Mündungsendfläche 1a der Abgabeöffnung durch die Tinte befeuchtet wird, wenn die Tinte von der Abgabeöffnung 5 abgegeben wird.It is necessary that the layer thickness of the layers 8, 9 and 10 be uniform. Also, these layer thicknesses must be made sufficient to form the portion that is wetted by the ink at the mouth end face 1a of the discharge port when the ink is discharged from the discharge port 5.

Desweiteren ist die bogenförmige Form der Flüssigkeitsbahn in der Nähe des Abgabeenergie-Erzeugungselement 7 nicht auf die gebogene Form beschränkt, wie in dem Beispiel gemäß Vorbeschreibung gezeigt, sondern kann verschiedene Formen annehmen, eine gebogene Form eingeschlossen, bei der ein teilweise gekrümmter Teilabschnitt ausgebildet wird, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt.Furthermore, the arched shape of the The liquid path in the vicinity of the discharge energy generating element 7 is not limited to the curved shape as shown in the example described above, but may take various shapes including a curved shape in which a partially curved portion is formed as shown in Figs. 5A and 5B.

Die Schichten 8, 9 und 10 können auch derart ausgebildet sein, daß zwei angrenzende von ihnen oder alle drei dieser Schichten einstückig miteinander ausgebildet sind.The layers 8, 9 and 10 can also be designed in such a way that two adjacent ones or all three of these layers are formed integrally with one another.

Bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Erfindung mit der Konstruktion gemäß Vorbeschreibung werden die folgenden typischen Effekte erzielt:In the ink jet recording head of the invention with the construction as described above, the following typical effects are achieved:

(1) Da die Tintenbenetzbarkeit und die Glattheit des die Abgabeöffnung bildenden Abschnittes einheitlich sind, wird eine gute Genauigkeit der Auftreffposition von der Abgabeöffnung auf das Aufzeichnungsmedium abgegebenen Tintentröpfchen geschaffen und folglich können Abbildungen hoher Qualität immer für eine lange Zeitdauer erzielt werden;(1) Since the ink wettability and smoothness of the portion constituting the discharge port are uniform, good accuracy of the impact position of the ink droplets discharged from the discharge port onto the recording medium is provided and, consequently, high-quality images can always be obtained for a long period of time;

(2) Es kann bewirkt werden, daß die Energie von dem Abgabeenergie-Erzeugungselement effizient auf die Tinte wirkt, und eine höhere Antwortfrequenz und eine höhere Fluggeschwindigkeit des Tintentröpfchens kann erzielt werden; und(2) The energy from the discharge energy generating element can be made to act efficiently on the ink, and a higher response frequency and a higher flying speed of the ink droplet can be achieved; and

(3) Die Herstellung des Aufzeichnungskopfes ist bei geringen Kosten durch ein einfaches Verfahren möglich.(3) The recording head can be manufactured at low cost by a simple process.

(Ausführungsbeispiele)(Examples of implementation)

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf deren Ausführungsbeispiele und Vergleichsbeispiele detaillierter beschrieben.The invention will be described in more detail below with reference to embodiments and comparative examples thereof.

Ausführungsbeispiel 1Example 1

Zuerst wurde eine Basisplatte mit einem durch die Aufdampfmethode und die Photolithographiemethode ausgebildeten Wärmeerzeugungselement aus HfB&sub2; als ein Abgabeenergie-Erzeugungselement 7 und einer aus einem aufgedampften Al-Film ausgebildeten Elektrode (nicht gezeigt), die auf einem aus einer Siliziumscheibe ausgebildeten Substrat angebracht ist, als eine Basisplatte 1 ausgebildet.First, a base plate having a heat generating element made of HfB2 formed by the vapor deposition method and the photolithography method as an output energy generating element 7 and an electrode formed of a vapor-deposited Al film (not shown) mounted on a substrate formed of a silicon wafer was formed as a base plate 1.

Nachfolgend wurden auf der so erzielten Platte die Schichten 8, 9 und 10 aufeinandergeschichtet, die gehärtete, aus lichtempfindlichem Harz ausgebildete Schichten waren, und derart geformt waren, daß die Dicke jeder Schicht 50 um war, während Trockenfilme für eine Trockenfilmlötmaske aus einem Trockenfilmlötabdecklack, abgegeben unter dem Warenzeichen VACREL, für eine gedruckte Verdrahtungsplatte (hergestellt durch Du Pont de Nemoarce, Inc.) durch die Photolithographiemethode zu entsprechenden Formen verarbeitet wurden, und eine Glasplatte aus einem aus Borosilikat bestehenden hitzebeständigen Glas, abgegeben unter dem Warenzeichen Pyrex, als eine obere Platte 3 durch Kleben auf der Schicht 10 befestigt wurde, um ein verbundenes Element auszubilden, wonach stromabwärts des Ortes, an dem ein Abgabeenergie- Erzeugungselement 7 angebracht wurde, ein festgelegter Abschnitt davon durch eine Plättchensäge abgetrennt wurde, um eine Abgabeöffnung 5 auszubilden, wodurch der Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Erfindung, der eine Konstruktion gleich der in Fig. 1 gezeigten hat, erzielt wurde.Subsequently, on the thus obtained board, layers 8, 9 and 10 were laminated which were cured layers formed of photosensitive resin and shaped such that the thickness of each layer was 50 µm, while dry films for a dry film solder mask made of a dry film solder resist, marketed under the trademark of VACREL, for a printed wiring board (manufactured by Du Pont de Nemoarce, Inc.) were processed into respective shapes by the photolithography method, and a glass plate made of a heat-resistant glass made of borosilicate, marketed under the trademark of Pyrex, as an upper plate 3 was fixed by adhesion on the layer 10 to form a bonded member, after which a predetermined portion thereof was cut off by a dicing saw downstream of the place where a discharge energy generating element 7 was mounted to form a discharge opening. 5, whereby the ink jet recording head of the invention having a construction similar to that shown in Fig. 1 was achieved.

Es wurden 24 Abgabeöffnungen 5 in einem Abstand von 140 um ausgebildet, und deren Größe war: Breite (B) 50um und Höhe (H) 50 um.24 discharge openings 5 were formed at a pitch of 140 μm, and their size was: width (W) 50 μm and height (H) 50 μm.

Durch Wiederholen der Operationen gemäß Vorbeschreibung wurden eine Anzahl von Aufzeichnungsköpfen erzielt. Nachfolgend wurden unter Verwendung der so erzielten Aufzeichnungsköpfe unter den folgenden Bedingungen Aufzeichnungstests durchgeführt und deren Funktionen wurden mit Bezug auf die in Tabelle 1 nachfolgend gezeigten Eigenschaften ausgewertet.By repeating the operations as described above, a number of recording heads were obtained. Subsequently, recording tests were conducted using the thus obtained recording heads under the following conditions, and their functions were evaluated with reference to the characteristics shown in Table 1 below.

Aufzeichnungsbedingungen:Recording conditions:

Antriebsimpulsspannung: 24 VDrive pulse voltage: 24 V

Frequenz: 1 kHzFrequency: 1 kHz

Impulsbreite: 10 msPulse width: 10 ms

Anzahl der gleichzeitig abgebenden Abgabeöffnungen: 24Number of simultaneous dispensing openings: 24

Tintenzusammensetzung: H&sub2;O/Diethylenglykol/Hood Black 2=80/20/4 (Gewichtsteile)Ink composition: H₂O/Diethylene glycol/Hood Black 2=80/20/4 (parts by weight)

Aufzeichnungsmedium: Papier für den Tintenstrahl drucker BJ80 (hergestellt von Canon)Recording medium: Paper for inkjet printer BJ80 (manufactured by Canon)

Impulsbreite: 5 x 10&sup7; (pro Bit)Pulse width: 5 x 10&sup7; (per bit)

Unabhängig davon wurden die höchste Ansteuerungsfrequenz (Antwortfrequenz) und die Fluggeschwindigkeit der Tintentröpfchen gemessen, und die Resultate werden nachstehend in Tabelle 2 gezeigt.Independently, the highest driving frequency (response frequency) and the flying speed of the ink droplets were measured, and the results are shown in Table 2 below.

Vergleichsbeispiel 1Comparison example 1

Eine Anzahl von Aufzeichnungsköpfen wurden in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel erzielt, mit der Ausnahme, daß die obere Platte 3 durch Kleben direkt auf der Schicht 9 befestigt wurde, um dadurch den in den Fig. 6A und 6B gezeigten Aufbau zu schaffen.A number of recording heads were obtained in the same manner as in the embodiment, except that the upper plate 3 was directly attached to the layer 9 by adhesion, thereby providing the structure shown in Figs. 6A and 6B.

Das Ergebnis der bezüglich der erzielten Aufzeichnungsköpfe in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 ausgeführten Auswertung ist im Feld 2 der Tabellen gezeigt.The result of the evaluation carried out on the obtained recording heads in the same manner as in the embodiment 1 is shown in box 2 of the tables.

Vergleichsbeispiel 2Comparison example 2

Eine Anzahl von Aufzeichnungsköpfen wurden in der gleichen Weise wie bei dem Vergleichsbeispiel 1 erzielt, mit der Ausnahme, daß nur die Schicht 9 auf der Basisplatte 1 angebracht wurde und die obere Platte 3 durch Kleben direkt auf der Schicht 9 befestigt wurde, um dadurch den in Fig. 2 gezeigten Aufbau zu schaffen.A number of recording heads were obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that only the layer 9 was provided on the base plate 1 and the upper plate 3 was directly fixed on the layer 9 by adhesion, thereby providing the structure shown in Fig. 2.

Das Ergebnis der bezüglich der erzielten Aufzeichnungsköpfe in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 ausgeführten Auswertung ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Ausführungsbeispiel Vergleichsbeispiel Genauigkeit der Auftreffposition, beurteilt mittels Drucken von geraden vertikalen und horizontalen Linien Auftreffen innerhalb von 40u rund um die ideale Auftreffposition ditto Zustand es Tintenhaftvermögens an der Oberfläche der Abgabeöffnung nah dem Drucken Nur an der zeigt sich kleines Tintentröpfchen An der Glasöberfläche ist ein ausgedehnter Tintenfleck zu sehen Geschwindigkeit der Tröpfchen Tabelle 2 Ansteuerungsfrequenz Tröpfchengeschwindigkeit Ausführungsbeispiel VergleichsbeispieleThe result of evaluation carried out on the obtained recording heads in the same manner as in Embodiment 1 is shown in Table 1. Table 1 Example of implementation Comparative example Accuracy of the impact position, judged by printing straight vertical and horizontal lines Impact within 40u around the ideal impact position ditto Condition of ink adhesion on the surface of the discharge port after printing Only small ink droplet appears on the glass surface A extensive ink stain visible speed of droplets Table 2 Control frequency Droplet velocity Design example Comparative examples

Wie aus den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, hat der Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Erfindung eine hochgenaue Auftreffposition des Tintentröpfchens und es wird behindert, daß eine uneinheitliche Befeuchtung der die Abgabeöffnung bildenden Abschnitte auftritt. Bei dem Aufzeichnungskopf der Erfindung wurden auch höhere Werte bei der höchsten Antriebsfrequenz und der Fluggeschwindigkeit des Tintentröpfchens erzielt, und es wurde gezeigt, daß der Aufbau der Flüssigkeitsbahn in der Erfindung wie typischerweise in Fig. 1 gezeigt, effektiv für einen effizienten Einsatz der Abgabeenergie ist.As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, the ink jet recording head of the invention has a highly accurate landing position of the ink droplet and is prevented from causing uneven wetting of the discharge opening forming portions. The recording head of the invention also achieved higher values in the highest driving frequency and the flying speed of the ink droplet, and it was shown that the structure of the liquid path in the invention as typically shown in Fig. 1 is effective for efficient use of the discharge energy.

Ausführungsbeispiel 2Example 2

Die durch die Ni-galvanische Methode mit einer Dicke von 30 mm ausgebildeten Schichtplatten 11, 12 und 13 mit den in den Fig. 7A, 7B und 7C gezeigten Formen wurden in der genannten Reihenfolge auf einer der im Ausführungsbeispiel 1 verwendeten gleichen Basisplatte geschichtet, wodurch eine Anzahl von Tintenstrahlaufzeichnungsköpfen der Erfindung erzielt wurden.The laminated plates 11, 12 and 13 formed by the Ni electroplating method with a thickness of 30 mm and having the shapes shown in Figs. 7A, 7B and 7C were laminated in the order mentioned on a base plate the same as that used in Embodiment 1, thereby obtaining a number of ink jet recording heads of the invention.

Als die erzielten Aufzeichnungsköpfe mit Bezug auf die in Tabelle 1 gezeigten Eigenschaften in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 getestet wurden, wurde bei jedem der erzielten Aufzeichnungsköpfe eine gute Abgabecharakteristik erzielt, die der der Aufzeichnungsköpfe gleich war, die bei dem Ausführungsbeispiel 1 erzielt wurden.When the obtained recording heads were tested with respect to the characteristics shown in Table 1 in the same manner as in Embodiment 1, each of the obtained recording heads had a good output characteristic equal to that of the recording heads used in Embodiment 1. were achieved.

Ausführungsbeispiel 3Example 3

Es wurde eine Anzahl von Tintenstrahlaufzeichnungsköpfen in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 2 erzielt, mit der Ausnahme, daß in einer Dicke von 30 um ausgebildete und in entsprechende Formen gebrachte Schichtplatten aus Polyimidfilm als die Schichtplatten 11, 12 und 13 verwendet wurden.A number of ink jet recording heads were obtained in the same manner as in Embodiment 2, except that laminated plates made of polyimide film formed in a thickness of 30 µm and molded into respective shapes were used as the laminated plates 11, 12 and 13.

Als die erzielten Aufzeichnungsköpfe mit Bezug auf die in Tabelle 1 gezeigten Eigenschaften in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 getestet wurden, wurde bei jedem der erzielten Aufzeichnungsköpfe eine gute Abgabecharakteristik erzielt, die der der Aufzeichnungsköpfe gleich war, die bei dem Ausführungsbeispiel 1 erzielt wurden.When the obtained recording heads were tested with respect to the characteristics shown in Table 1 in the same manner as in Embodiment 1, each of the obtained recording heads had a good output characteristic equal to that of the recording heads obtained in Embodiment 1.

Claims (10)

1. Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit:1. Inkjet recording head with: einer Abgabeöffnung (5), um durch diese Tinte abzugeben;a dispensing opening (5) for dispensing ink therethrough; einer Flüssigkeitsbahn (4), die mit der Abgabeöffnung (5) in Verbindung steht und einen Teilabschnitt hat, in dem die Energie zum Abgeben der Tinte auf die Tinte einwirkt; unda liquid path (4) which is connected to the discharge opening (5) and has a section in which the energy for discharging the ink acts on the ink ; and einem Abgabeenergie-Erzeugungselement (7), das die Energie zum Abgeben von Tinte erzeugt,a discharge energy generating element (7) which generates the energy for discharging ink, wobei die Abgabeenergie thermische Energie ist,where the output energy is thermal energy, wobei die Flüssigkeitsbahn (4) mindestens einen teil-wherein the liquid path (4) has at least a partial weise gebogenen Teilabschnitt hat, und wobei die Flüssigkeitsbahn (4) und die Abgabeöffnung (5) in einer solchen Weise ausgebildet sind, daß ein Abschnitt, der einen Tintenfluß zu dem Teilabschnitt der Flüssigkeitsbahn ausbildet, parallel zu und nicht auf der gleichen Geraden mit einer Mittelachse einer Mündung der Abgabeöffnung (5) ist, und die Abgabeöffnung (5) nur aus einem Material ausgebildet ist.has a partially curved portion, and wherein the liquid path (4) and the discharge opening (5) are formed in such a manner that a portion forming an ink flow to the partial portion of the liquid path is parallel to and not on the same straight line with a central axis of a mouth of the discharge opening (5), and the discharge opening (5) is formed only from one material. 2. Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit:2. Inkjet recording head with: einer Abgabeöffnung (5), um durch diese Tinte abzugeben;a dispensing opening (5) for dispensing ink therethrough; einer Flüssigkeitsbahn (4), die mit der Abgabeöffnung (5) in Verbindung steht und einen Teilabschnitt hat, in dem die Energie zum Abgeben der Tinte auf die Tinte einwirkt; unda liquid path (4) which is connected to the discharge opening (5) and has a section in which the energy for discharging the ink acts on the ink ; and einem Abgabeenergie-Erzeugungselement (7), das die Energie zum Abgeben von Tinte erzeugt,an output energy generating element (7) which Energy is generated to dispense ink, wobei die Abgabeenergie thermische Energie ist,where the output energy is thermal energy, wobei die Flüssigkeitsbahn (4) mindestens einen teilweise gekrümmten Teilabschnitt hat, undwherein the liquid path (4) has at least one partially curved section, and wobei die Flüssigkeitsbahn (4) und die Abgabeöffnung (5) in einer solchen Weise ausgebildet sind, daß ein Abschnitt, der einen Tintenfluß zu dem Teilabschnitt der Flüssigkeitsbahn (4) ausbildet, parallel zu und nicht auf der gleichen Geraden mit einer Mittelachse einer Mündung der Abgabeöffnung (5) ist, und die Abgabeöffnung (5) nur aus einem Material ausgebildet ist.wherein the liquid path (4) and the discharge opening (5) are formed in such a manner that a portion forming an ink flow to the partial portion of the liquid path (4) is parallel to and not on the same straight line with a central axis of a mouth of the discharge opening (5), and the discharge opening (5) is formed only from one material. 3. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der ferner aufweist: eine erste Schicht (8) zum Ausbilden einer Unterseite der Abgabeöffnung (5) und der Flüssigkeitsbahn (4), die den Tintenfluß zu dem Einwirkteilabschnitt auf einer Basisplatte (1) mit dem Abgabeenergie-Erzeugungselement (7) ausbildet, eine zweite Schicht (9), um eine Seitenwand der Abgabeöffnung (5) auszubilden und eine dritte Schicht (10), um einen Deckelabschnitt der Abgabeöffnung (5) auszubilden, wobei die ersten, zweiten und dritten Schichten (8, 9, 10) durch das gleiche Material ausgebildet sind.3. Ink jet recording head according to one of the preceding claims, further comprising: a first layer (8) for forming a bottom of the discharge opening (5) and the liquid path (4) which directs the ink flow to the acting portion on a base plate (1) having the discharge energy generating element (7), a second layer (9) for forming a side wall of the discharge opening (5), and a third layer (10) for forming a lid portion of the discharge opening (5), wherein the first, second and third layers (8, 9, 10) are formed by the same material. 4. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abgabeenergie-Erzeugungselement (7) ein Wärmeerzeugungselement ist.4. An ink jet recording head according to any one of the preceding claims, wherein the discharge energy generating element (7) is a heat generating element. 5. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abgabeöffnung (5) aus einer lichtempfindlichen Harzschicht besteht.5. Ink jet recording head according to one of the preceding claims, wherein the discharge opening (5) consists of a photosensitive resin layer. 6. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abgabeöffnung (5) durch das Aufeinanderschichten einer ersten, zweiten und dritten Schicht (8, 9, 10) ausgebildet ist.6. Ink jet recording head according to one of the preceding claims, wherein the discharge opening (5) is formed by laminating a first, second and third layer (8, 9, 10). 7. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten, zweiten und dritten Schichten (8, 9, 10) aus lichtempfindlichem Harz bestehen.7. An ink jet recording head according to any one of the preceding claims, wherein the first, second and third layers (8, 9, 10) consist of photosensitive resin. 8. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl der Abgabeöffnungen (5) geschaffen sind.8. Ink jet recording head according to one of the preceding claims, wherein a plurality of said discharge openings (5) are provided. 9. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkeitsbahn (4) mit einer Flüssigkeitskammer in Verbindung steht.9. Ink jet recording head according to one of the preceding claims, wherein the liquid path (4) communicates with a liquid chamber. 10. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der eine Einrichtung zum Anlegen eines Ansteuerungsimpulses zu dem Element (7) des Kopfes aufweist.10. An ink jet recording head according to any one of the preceding claims, comprising means for applying a drive pulse to the element (7) of the head.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2095862T3 (en) * 1989-09-18 1997-03-01 Canon Kk HEAD FOR PRINTING BY LIQUID JETS AND APPARATUS FOR PRINTING BY LIQUID JETS USING IT.
EP0438270B1 (en) * 1990-01-17 1996-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording head
ATE124654T1 (en) * 1990-04-27 1995-07-15 Canon Kk RECORDING METHOD AND APPARATUS.
DE69214489T2 (en) * 1991-03-20 1997-03-20 Canon Kk A liquid jet recording head and a liquid jet recording apparatus having the same
MX9601557A (en) * 1995-04-26 1997-06-28 Canon Kk Liquid ejection head, liquid ejection device and liquid ejection method.
JP2914218B2 (en) * 1995-05-10 1999-06-28 富士ゼロックス株式会社 Thermal inkjet head and recording device
US6113214A (en) * 1995-06-08 2000-09-05 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording head having components made from the same material, recording apparatus using the head, and method for manufacturing such head and ink jet recording apparatus
JP3403008B2 (en) * 1996-07-05 2003-05-06 キヤノン株式会社 Liquid ejection head, head cartridge and recording apparatus using the same
JPH115303A (en) * 1997-06-18 1999-01-12 Brother Ind Ltd Ink jet printer head
US6390600B1 (en) 2001-04-30 2002-05-21 Hewlett-Packard Company Ink jet device having variable ink ejection
US6863381B2 (en) * 2002-12-30 2005-03-08 Lexmark International, Inc. Inkjet printhead heater chip with asymmetric ink vias
US7201476B2 (en) * 2004-12-10 2007-04-10 Lexmark International, Inc. Inkjet printhead with bubble handling properties
US10179453B2 (en) * 2016-01-08 2019-01-15 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection head and liquid ejection apparatus

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4095237A (en) * 1974-12-26 1978-06-13 Aktiebolaget Electrolux Ink jet printing head
DE2555749C3 (en) * 1975-12-11 1980-09-11 Olympia Werke Ag, 2940 Wilhelmshaven Device for damping the backflow of the ink in the nozzle of an ink jet head
US4330787A (en) * 1978-10-31 1982-05-18 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording device
US4383263A (en) * 1980-05-20 1983-05-10 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejecting apparatus having a suction mechanism
US4338611A (en) * 1980-09-12 1982-07-06 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording head
JPS57113075A (en) * 1980-12-30 1982-07-14 Fujitsu Ltd Ink jet head
US4394670A (en) * 1981-01-09 1983-07-19 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head and method for fabrication thereof
JPS57208252A (en) * 1981-06-19 1982-12-21 Canon Inc Preparation of ink jet head
US4392145A (en) * 1981-03-02 1983-07-05 Exxon Research And Engineering Co. Multi-layer ink jet apparatus
JPS5985766A (en) * 1982-11-09 1984-05-17 Canon Inc Ink jet recording head
US4723136A (en) * 1984-11-05 1988-02-02 Canon Kabushiki Kaisha Print-on-demand type liquid jet printing head having main and subsidiary liquid paths
DE3539095C2 (en) * 1984-11-05 1995-07-27 Canon Kk Liquid jet recording head
JPS62152860A (en) * 1985-12-27 1987-07-07 Canon Inc Liquid jet recording head
US4771298A (en) * 1986-09-17 1988-09-13 International Business Machine Corporation Drop-on-demand print head using gasket fan-in
JPS63139749A (en) * 1986-12-03 1988-06-11 Canon Inc Ink jet recording head
US4774530A (en) * 1987-11-02 1988-09-27 Xerox Corporation Ink jet printhead

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